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Unidad Educativa Venezuela
Física 5to Año
EJERCICIOS PROPUESTOS
UNIDAD II. CAMPO ELECTROSTÁTICO
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1) El núcleo del átomo de helio tiene una carga de +2e, siendo e 1, 6 10 C . ¿Cuál es, en
módulo, la intensidad del campo eléctrico a una distancia de 2 10 9 m ? ¿Cuál es el módulo
de la fuerza con que este campo eléctrico actúa sobre un electrón colocado a la misma
distancia?
Resp. 7 , 2 10 8 N / C ; 11 , 52 10 11 N
2) La carga de un electrón es, en módulo, e 1, 6 10 C y su masa m 9 ,1 10 Kg . ¿Cuál debe
ser, en módulo, la intensidad del campo eléctrico que actúa sobre el electrón para que la
fuerza originada por dicho campo sea del mismo módulo que el peso del electrón?
Resp. 5 ,57 10 11 N / C
19
31
3) Calcular la magnitud del campo eléctrico a que está sometida una carga eléctrica de + 8μC,
si sobre ella actúa una fuerza de 2 10 4. N
Resp. 25 N/C
4) Se tienen dos cargas eléctricas de 4 microcoulomb, ubicadas sobre el eje X, una en el
origen y la otra en X = 8 m. Calcular el campo eléctrico: a) sobre el eje X en X = 10 m; b) en
X = 2 m.
Resp. a) 9 ,36 10 3 N / C ; b) 8 10 3 N / C
5) Una carga de + 30μC y otra de - 30μC se encuentran respectivamente en los extremos de
un segmento de 20 cm de longitud. Si las cargas están en el vacío, ¿Cuál es, en módulo, la
intensidad del campo eléctrico resultante en el punto medio del segmento? Si en dicho
punto se coloca un electrón, ¿Cuál es, en módulo, la fuerza eléctrica sobre el electrón?
Resp. 5 , 4 10 7 N / C ; 8 , 64 10 12 N
5 C , en
6) Calcular la magnitud del campo eléctrico creado por dos cargas Q 1 4 C y Q 2
un punto situado entre ambas cargas, sobre el segmento que las une, a 20 cm de la
primero y a 60 cm de la segunda.
Resp. 1, 025 10 6 N / C
7) Dos cargas eléctricas están situadas sobre una misma recta horizontal, separadas entre si
4
4
1m. La carga Q 1
5 10 C está del lado izquierdo y Q 2
4 10 C está del lado derecho.
Calcular la magnitud del campo eléctrico resultante en un punto P ubicado a 20 cm a la
izquierda de Q₁.
Resp. 1,1 10 16 N / C
8) Se tiene un triángulo isósceles cuyos lados iguales miden 20 cm y el lado desigual mide
10cm. En uno de los extremos de la base se ubica una carga de -0,16μC y en el vértice
superior una carga de 0,5μC. Calcular la magnitud del campo eléctrico en el otro vértice de
la base.
Resp. 1,59 10 5 N / C
9) Se tiene un rombo de 6 cm de lado, dispuesto de tal manera que la diagonal mayor de
10,39 cm este ubicada horizontalmente y la diagonal menor verticalmente. En el vértice
superior se ubica una carga Q 1
200 C y en el vértice izquierdo y derecho de la diagonal
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mayor se ubican respectivamente cargas Q 2 Q 3
120 C . Calcular la magnitud del
campo eléctrico resultante en: a) en el vértice inferior de la diagonal menor; b) en el punto
donde se cortan las diagonales.
Resp. a) 8 10 5 N / C ; b) 2 10 6 N / C
10) Cuatro cargas puntuales están ubicadas en los vértices de un rectángulo el cual esta
dispuesto de tal manera que la longitud mayor sea horizontal. En los vértices superior e
inferior izquierdo se ubica una carga +q y en los otros vértices una carga +2q. Si “q”
equivale a 6μC y el rectángulo tiene 80 cm de largo y 20 cm de ancho, calcular el campo
eléctrico resultante en el centro del él.
Resp. 6 ,17 10 5 N / C
11) En la figura 1, las cargas en A y en B son,
respectivamente q A 2 , 0 C y q B 3 , 0 C . Si las
cargas están en el vacío, ¿Cuál es, en módulo, la
intensidad del campo eléctrico resultante en el
vértice C?
Resp. 2 , 76 10 6 N / C
C
90
A
+
30
60 +
B
20 cm
Figura 1
12) En los vértices A, B y C de un triángulo equilátero de lado 40 cm se encuentran cargas de
10nC, 120nC y 40nC respectivamente. Si las cargas están en el vacío, ¿Cuál es, en módulo,
la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto medio del lado AB?
Resp. 2 , 493 10 4 N / C
10 cm
A 45
+
C
+
90
D
Figura 2
10 cm
45 B
+
13) En los vértices A, B y C del triangulo rectángulo
de la figura 2 se encuentran respectivamente
cargas q A 20 C , q B 30 C y q C 40 C . Si las
cargas están en el vacío, ¿Cuál es, en módulo, la
intensidad del campo eléctrico resultante en el
punto medio D de la hipotenusa AB?
Resp. 7 , 42 10 7 N / C
14) ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico resultante en el centro del
cuadrado de la figura 3 sabiendo que q 1 C y que el cuadrado es
de lado a = 20 cm?
Resp. 1, 27 10 6 N / C
-
+
a
-
+
Figura 3
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CARGAS PUNTUALES EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME
15) Una partícula de masa 0,02 g con carga de 4μC se deja en libertad en un campo eléctrico
uniforme cuya intensidad es de módulo 6 N/C. Determinar: a) La aceleración de la
partícula; b) la distancia recorrida por la partícula en 2μs.
Resp. 1, 2 m / s 2 ; 2 , 4 10 12 m
16) Una partícula de masa M = 0,01 g que se de deja en libertad dentro de un campo eléctrico
uniforme cuya intensidad es de módulo 100 N/C varía su rapidez desde 10 m/s hasta
60m/s en un tiempo de 1μs. ¿Cuál es la carga “q” de la partícula? ¿Qué distancia “X”
recorre en dicho tiempo?
Resp. 5 , 0 C ; 3 ,5 10 5 m
17) Se tienen dos placas con cargas de la misma magnitud y signo contrario separadas la
distancia de 10 cm. Si la intensidad del campo eléctrico entre las placas es de módulo
4N/C, ¿Qué aceleración adquiere un electrón que se desprende de la placa negativa? ¿Qué
tiempo tarda el electrón en llegar a la placa positiva? ¿Cuál es su rapidez cuando llega a
esta placa?
Resp. 0 , 7 10 12 m / s 2 ; 5 , 3 10 7 s ; 3 , 7 10 5 m / s
18) Un electrón se lanza con rapidez inicial 2 10 6 m
perpendicularmente al campo eléctrico
s
originado por dos placas metálicas con cargas iguales y de signo contrario. Si la intensidad
del campo es, en módulo, E 10 3 N C y las placas tienen una longitud X = 10 cm, ¿Cuál es
a) la aceleración del electrón, b) el tiempo que tarda en recorrer la longitud X, c) la rapidez
en el instante de abandonar las placas?
Resp. 1, 75 10 14 m / s 2 ; 5 10 8 s ; 8 , 9 10 6 m / s
19) Se lanza un electrón con rapidez inicial V o 10 4 m s desde el origen de un sistema de ejes
rectangulares en el sentido positivo del Eje X. Si la intensidad del campo eléctrico es, en
módulo, E 4 10 2 N C , en la dirección del Eje X y en sentido positivo. ¿Cuál es: a) la
aceleración del electrón; b) la distancia vertical y₁ cuando la distancia horizontal recorrida
por el electrón es X 1 3 , 7 10 4; mc) la rapidez del electrón en el punto (x₁ ; y₁)?
Resp. 7 10 13 m / s 2 ; 4 , 79 10 2 m ; 2 , 59 10 6 m / s
FLUJO DE CAMPO ELECTRICO.
20) Una superficie plana cuadrada de lado a = 0,2 m se encuentra en un campo eléctrico
uniforme de módulo 2 , 4 10 4 N
. ¿Cuál es el flujo de campo eléctrico a través de la
C
superficie: a) si ésta es perpendicular al campo, b) si el vector campo forma con la
superficie un ángulo de 30 grados; c) si la superficie es paralela al campo?
Resp.
960
N m
C
2
;
480
N m
C
2
;
0
N m
2
C
21) Una superficie cúbica de arista 0,2 m, colocada dentro de un campo eléctrico uniforme de
dirección vertical y sentido hacia abajo, cuya intensidad es de módulo E 1,5 10 5 N . Si
C
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una de las caras del cubo es perpendicular al campo, ¿Cuál es el flujo de campo eléctrico a
través de: a) la cara superior; b) la cara inferior; c) las caras laterales; d) toda la superficie?
Resp. a)
6 , 0 10
3
N m
2
; El signo negativo indica que el flujo es entrante
C
b)
6 , 0 10
3
N m
2
; El signo positivo indica que el flujo es saliente
C
c) 0;
d) 0
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